Cientistas desenvolvem nanozima antimicrobiana de alta eficiência e dupla função

Uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Gao Lizeng do Instituto de Biofísica da Academia Chinesa de Ciências propôs um mecanismo bactericida baseado em nanozimas que simulam peptídeos antimicrobianos (AMPs) e enzimas antimicrobianas (AMEs) de acordo com princípios de biomimética, e projetou uma nanozima antimicrobiana de alta eficiência e dupla função.

A sua investigação foi publicada em Comunicações da Natureza em 5 de julho.

Partindo do design racional de nanozimas multipeptídicas, com base nos principais aminoácidos nos sítios ativos de AMPs e AMEs, incluindo histidina e cisteína, e combinando princípios de automontagem de peptídeos e coordenação de metais, usando vários métodos computacionais, como Alphafold2, simulação de dinâmica molecular e teoria do funcional da densidade, os pesquisadores otimizaram e selecionaram um grupo de sequências de 7 peptídeos IHIHICI.

A nanozima automontada (AMPANs) possui funções AMP e AME, demonstrando efeitos fungicidas específicos e eficientes.

Os pesquisadores selecionaram Ni(Ac)₂nanotubos de peptídeos montados (Ni-IH-7) como objeto de pesquisa. Estudos enzimáticos mostraram que Ni-IH-7 tem atividade semelhante à fosfolipase C e atividade semelhante à peroxidase.

Devido à formação de um nanotubo de estrutura secundária estável, a nanozima peptídica Ni-IH-7 apresentou boa tolerância a várias enzimas hidrolíticas.

Além disso, eles descobriram que a nanozima peptídica Ni-IH-7 poderia se ligar seletivamente à manoproteína na superfície da Candida albicans e induzir a peroxidação lipídica, levando à morte do ferro e à hidrólise dos glicerofosfolipídios, matando rapidamente os fungos.

Experimentos in vitro com esfregaços de colônias em corrimento vaginal de pacientes com vaginite confirmaram que a nanozima peptídica Ni-IH-7 teve bons efeitos antifúngicos e o desempenho bactericida não foi comprometido por outras substâncias nas secreções.

Este estudo é o primeiro a propor a estratégia de combinar peptídeos antimicrobianos com nanozimas, projetando e sintetizando nanozimas peptídicas do zero por meio de simulação computacional e estudando sistematicamente seu mecanismo específico de matar fungos, fornecendo insights para o desenvolvimento de novos medicamentos antimicrobianos.